吉尔吉斯斯坦中天山地质特征及研究进展

文章通过对近年来有关吉尔吉斯中天山研究进展的梳理,结合在吉尔吉斯斯坦的实地考察,系统论述了中天山基础地质情况,并简述与岩浆活动有关的成矿作用。吉尔吉斯斯坦境内的天山由"尼古拉耶夫线"和阿特巴什—伊内尔切克断裂划分为北、中、南3部分。中天山两侧的缝合带限定了早古生代古吉尔吉斯洋和晚古生代南天山洋的发展和消亡过程。组成中天山的不同块体大多具有古元古界的基底,古生代总体处于大陆坡-边缘海沉积环境。晚古生代产出与俯冲相关的岩浆作用和后碰撞岩浆作用,前者与斑岩型铜矿、接触交代型铜-金矿相关,后者与造山型金矿相关。     

敦煌地块南缘石炭纪埃达克岩的发现及其地质意义

侵位于敦煌杂岩中的青石沟黑云母石英闪长岩,锆石LA ICP-MS U-Pb同位素测年研究结果表明其形成年龄为335±2Ma。岩石地球化学分析显示其具有高SiO2、高Al2O3和低MgO的主量元素地球化学特征,强烈富集Sr、亏损Yb和Y,具有较高的Sr/Y比值等特征,与埃达克质岩石具有一致的地球化学特征。青石沟黑云母石英闪长岩的Nd和Hf同位素值(εNd(t)=-9.39~-11.03,εHf(t)=-7.6~-16.6)显示其具有明显的壳源特征;Nd及Hf模式年龄值(Nd模式年龄t DM=1.83~1.98Ga,Hf二阶段模式年龄t DM2=1.53~1.95Ga)均表明其源区可能与元古代敦煌杂岩相关;结合较高的Mg#,低Cr和Ni含量,无Eu异常等特征,暗示该岩体为加厚下地壳部分熔融的产物。综合区域地质特征,初步认为敦煌地区早石炭世处于由陆陆俯冲(地壳加厚)作用向陆内伸展体制转化的构造环境。     

北天山巴音沟蛇绿岩形成于早石炭世:来自辉长岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄的证据

北天山巴音沟蛇绿岩中堆晶辉长岩的LA-ICPMS锆石U-Pb测年结果确定:巴音沟蛇绿岩中辉长岩形成的同位素地质年代为344.0±3.4Ma。表明巴音沟蛇绿岩所代表的洋盆形成于早石炭世。综合前人天山石炭纪蛇绿岩及构造演化的研究成果,笔者认为巴音沟蛇绿岩是大陆板内强烈拉张的产物。     

阿尔金山南缘长沙沟镁铁-超镁铁质层状杂岩体的发现与地质意义——岩石学和地球化学初步研究

阿尔金山南缘地区,侵入于新太古界—新元古界变质地层中的长沙沟镁铁-超镁铁质岩由四个呈断层接触的镁铁-超镁铁质岩块组成,形成年龄为462~470Ma。不同岩块内岩石的地球化学特征虽有差异,但均以LREE及强不相容元素的富集和高的Zr/Y比值（＞4.1）为特征,形成于大陆裂谷环境。其中,清水泉北段可以划分出3~4个主体由辉橄岩-角闪辉长岩构成的岩浆旋回,具有层状岩体的特征,其母岩浆的Mg^#=53.7~55.9,为演化型母岩浆,暗示其经历了富镁矿物的分离结晶,且(Th/Nb)_N＞1.0、Nb/La比值＜1.0、以及发育的矿物逆序包裹现象等表明经历了明显的地壳混染和岩浆混合作用;而清水泉南和长沙沟中段镁铁-超镁铁质岩的(Th/Nb)_N＜1.0、Nb/La比值＞1.0,基本未遭受地壳混染,并且此Mg^#与FeO^T、TiO₂负相关、与SiO₂正相关,呈现良好的Fenner演化趋势特征;清水泉南纯橄岩-辉橄岩具有极高的Mg^#（90.6~84.5）,而赋存有钛-磁铁矿工业矿体的长沙沟中段镁铁-超镁铁岩的Mg^#值较低（75.8~49.2）,推测它们是同一母岩浆（Mg^# =78.2）经Fenner演化趋势后分别形成的早期富Mg矿物堆晶相和稍晚期的富Fe-Ti残余岩浆相。长沙沟中奥陶世裂谷型层状镁铁-超镁铁质杂岩体的发现,意味着这一时期阿尔金山南缘地区处于伸展背景下,具有形成岩浆型PGE-Cu-Ni硫化物矿床和V-Ti-Fe氧化物矿床的地质背景和重要的成矿物质载体。作为该地区一种新的找矿思路,该地区同一构造带内其它镁铁-超镁超镁铁质岩体的性质及可能的金属矿化作用等也是值得进一步研究探索的。     

中国西北部造山带中几个古生代俯冲增生楔的识别与确认

中国西北部涉及古亚洲和特提斯两大构造域,造山带结构复杂,成矿地质条件优越.为推进地质找矿突破行动计划,中国地质调查局在各成矿(造山)带部署了一批1:5万、1:25万区域地质调查与基础地质综合研究项目,取得了一批新发现、新进展,有效提升了对各成矿带成矿地质条件的认知程度,尤其是在阿尔泰南缘、南天山、南昆仑等地识别并确认出规模可观的、成矿作用优越的板块俯冲增生楔,是造山带中的增生造山亚带,是寻找斑岩型铜、构造蚀变岩型金及多金属矿的最有利区带."增生造山带"的构造、岩浆活动及空间展布等的确认,为地质找矿突破提供了强有力的技术支撑.     

阿尔金山南缘长沙沟—清水泉一带镁铁-超镁质杂岩体Cu-Ni-PGE含矿性讨论

尽管阿尔金南缘长沙沟-清水泉一带在空间上彼此分隔的4个镁铁-超镁质岩体(或岩体群)在岩石学、岩相学、地球化学上存在着差异,但它们的形成时代均为中奥陶世(~465 Ma左右)。其中,分布于阿尔金南缘主断裂南侧的清水泉南—长沙沟中段—黄土泉的岩体,超镁铁岩(包括纯橄岩-橄榄岩-辉橄岩-橄辉岩)中的橄榄石Fo值较高(变化于95~85),且自东向西呈现非常有规律的递减;而北侧的清水泉北岩体辉橄岩中橄榄石的Fo值较低(变化于81~79)。结合各岩体的岩石地球化学特征和岩浆演化过程及橄榄石中Ni的含量变化规律,对这些杂岩体形成的地质背景和Cu-Ni-PGE含矿可能性作简要讨论。     

阿尔金山南缘清水泉地区斜长角闪岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及其地质意义

阿尔金群为阿尔金构造带的古老变质基底,由于缺乏精确的同位素测年数据,对其形成时代尚存争议。运用LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年分析方法,对阿尔金山南缘清水泉地区阿尔金群中的斜长角闪岩进行了年代学测定,并初步探讨其地质意义。锆石CL图像具有多晶面面状结构,无岩浆锆石具有的震荡环带和核边结构,Th/U比值大多都较低(<0.1),显示变质锆石的特点。18个锆石颗粒的19个测点给出的207Pb/206Pb年龄介于(1786±16)～(1877±12)Ma之间,加权平均值为(1827±13)Ma(MSWD=4.4,1σ)。区域地质与同位素年代学新资料表明,阿尔金山南缘清水泉地区在古元古代晚期存在一期构造-热事件,本期事件与吕梁运动的时限相吻合,在全球尺度上可能是古元古代哥伦比亚超大陆汇聚-裂解事件在该地区的响应,也证明阿尔金山存在新太古代—古元古代的变质基底,并且为探讨阿尔金构造带前寒武纪构造-热事件和演化历史提供了新证据。     

天山及邻区石炭纪——早二叠世裂谷火山岩岩石成因

中国西北部天山石炭纪-早二叠世裂谷火山作用代表了一个新近被认可的大火成岩省,其分布范围至少有170万 km2.该火山岩系主要由玄武质熔岩组成,其次有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩.它们是地幔柱活动的产物,该地幔柱的组分为:εNd(t) ≈+5,87Sr/86Sr(t) ≈ 0.704和La/Nb ≈ 0.9.根据岩石地球化学数据,石炭纪-早二叠世基性熔岩可以划分为高Ti/Y(HT, Ti/Y>500)和低Ti/Y(LT, Ti/Y<500)两个岩浆类型.LT熔岩又可进一步划分为LT1、LT2、LT3和LT4等4个亚类.LT1、LT2(天山中段和甘肃北山)、LT4(天山西段、新疆北山和准噶尔)和LT3、HT(塔里木)熔岩的化学演化系受控于橄榄石(ol)+单斜辉石(cpx)结晶分离作用;而天山东段的的LT4熔岩的化学变异则是经受了辉长岩质结晶分离作用.元素和同位素数据表明,天山及邻区石炭纪–早二叠世裂谷基性熔岩并不是单一母岩浆结晶分离的产物.遭受地壳混染的LT3和LT4熔岩的Sr-Nd同位素变化特点与其地幔柱源熔体上升喷发所通过的岩石圈的性质有关.古老(前寒武纪)岩石圈的卷入,导致天山西段的石炭纪LT4熔岩和柯坪裂谷的早二叠世LT3熔岩具有低-负εNd(t)值(-2.91～+6.1)和中等-高87Sr/86Sr(t)值(0.703 6～0.708 1);相反,天山东段和准噶尔的石炭纪LT4熔岩是以高εNd(t)值(+4.2～+9.7)和低87Sr/86Sr(t)值(0.703 5～0.704 4)为特征,这乃是与其遭受了含有早古生代-泥盆纪弧-盆系火山岩的上地壳的混染有关,或者是与其岩石圈地幔源区遭受前石炭纪消减富集有关.天山及邻区石炭纪-早二叠世裂谷基性熔岩中观察到的地球化学变异与AFC作用一致.天山及邻区石炭纪-早二叠世裂谷火山岩显示时间上和空间上的岩石地球化学变化.石炭纪时,未遭受混染的石炭纪LT1熔岩和受到轻微混染的石炭纪LT2熔岩喷发于天山中段裂谷,而遭受强烈混染的石炭纪LT4熔岩则喷发于天山中段裂谷四周的区域之中.石炭纪LT1和LT2熔岩是地幔柱的石榴子石稳定区较高程度部分熔融(10%～30%)产物;而石炭纪LT4熔岩则是温度较低的地幔柱的尖晶石-石榴子石过渡带较低程度部分熔融(<10%)产物.早二叠世时,未遭受混染的早二叠世HT、LT1熔岩和受到轻微混染的早二叠世LT3熔岩喷发于塔里木裂谷和北山裂谷,而遭受强烈混染的早二叠世LT4熔岩则喷发于北部博格达-哈尔里克裂谷区.     

天山石炭纪碰撞后裂谷火山作用

天山石炭纪碰撞后裂谷火山岩是中国西北的一个大火成岩省。根据岩石地球化学数据,天山石炭纪碰撞后裂谷基性熔岩可以被分为两个主要岩浆类型:①低Ti/Y类型,分布于天山中段和东段,以低Ti/Y(<500)、Ce/Y(<15)、SiO_2(43％～55％)和相对高Fe_2O_(3T)(6.4％～11.5％)为特征;②高Ti/Y类型,分布于天山西段,以高Ti/Y(>500)、Ce/Y(>11)、SiO_2(49％～55％)和相对低Fe_2O_(3T)(5.8％～7.8％)为特征。研究表明,低Ti/Y和高Ti/Y熔岩的化学变异不能用一个共同母岩浆的分离结晶作用予以解释。天山石炭纪基性熔岩可能源于似OIB型软流圈地幔源(~(87)Sr/~(86)Sr)_t≈0.703～0.705,ε_(Nd)(t)≈+4～+7。地壳混染作用和大陆岩石圈地